DE19949607A1 - Planarer Abgleichwiderstand, Anwendungen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Ein Abgleichwiderstand wird hergestellt durch Abscheiden einer Widerstandsschicht (3) auf einem Substrat (1), einer Passivierungsschicht (5) mit Fenstern (4) und einer Kontaktschicht (6), die mit der Widerstandsschicht (3) durch die Fenster (4) in Kontakt steht. Ein Abgleich erfolgt durch Unterbrechung der Kontaktschicht (6) an Engstellen (7). Anwendung für die Herstellung von Hochdrucksensoren.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen planaren Abgleichwi­ derstand mit einem Substrat und einer darauf abge­ schiedenen Widerstandsschicht, eine Widerstands­ brückenschaltung sowie einen Sensor, die einen der­ artigen Abgleichwiderstand verwenden, und Verfahren zur Herstellung des Abgleichwiderstandes bezie­ hungsweise der Widerstandsbrückenschaltung oder des Sensors.

Abgleichwiderstände kommen in Schaltungen zum Ein­ satz, die zunächst mit einer gewissen Toleranz ge­ fertigt werden und deren Verhalten anschließend durch Einstellen des Widerstandswertes besagter Abgleichwiderstände exakt eingestellt wird. Es sind Abgleichwiderstände mit einer planaren Widerstands­ schicht bekannt, deren Widerstandswert nach Einbau des Abgleichwiderstandes in eine Schaltung durch lokales Abtragen von Material der Widerstands­ schicht angepaßt werden kann. Dabei ergibt sich das Problem, daß eine Veränderung des Widerstandswertes durch Abtragen von Material der Widerstandsschicht auch deren Kapazität beeinflußt, insbesondere dann, wenn die Widerstandsschicht sich in unmittelbarer Nähe eines weiteren Leiters erstreckt, z. B. weil sie nur durch eine dünne Isolationsschicht getrennt auf einem metallischen Substrat abgeschieden ist. Eine solche Kapazitätsveränderung kann den Wert des Abgleiches zunichte machen, wenn das Verhalten der abzugleichenden Gesamtschaltung nicht nur vom Widerstandswert, sondern auch von der Kapazität des Abgleichwiderstandes beeinflußt wird. Dieses Problem tritt immer dann auf, wenn der Abgleich­ widerstand Teil eines Resonanzkreises ist.

Vorteile der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung wird ein planarer Abgleichwiderstand der eingangs beschriebenen Art geschaffen, dessen Kapazität durch den Abgleichvor­ gang nichtbeeinflußt wird.

Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß eine Kon­ taktschicht, die eine bessere Leitfähigkeit als die Widerstandsschicht aufweist, auf der Widerstands­ schicht angeordnet wird, so daß sie wenigstens an einzelnen Stellen mit letzterer in leitendem Kon­ takt steht, und die wenigstens lokal einer abtra­ genden Behandlung zugänglich ist. Wenn bei einem solchen Abgleichwiderstand die Kontaktschicht lokal beseitigt wird, so hat dies zur Folge, daß ein Strom, der sonst die Kontaktschicht durchflossen hätte, wenigstens teilweise in die Widerstands­ schicht abgedrängt wird, so daß durch die Abtragung der Kontaktschicht der Widerstandswert kontrolliert erhöht wird. Da gleichzeitig aber die Widerstands­ schicht unter der abgetragenen Kontaktschicht be­ stehen bleibt, ändert sich die dem Substrat gegen­ überliegende elektrisch leitfähige Oberfläche des Abgleichwiderstandes nicht, und seine Kapazität wird durch den Abtragungsvorgang nicht verändert.

Grundsätzlich darf die Kontaktschicht sich über die Grenzen der Widerstandsschicht hinaus auf dem Sub­ strat erstrecken. Allerdings dürfen diejenigen Be­ reiche der Kontaktschicht, die nicht oberhalb der Widerstandsschicht liegen, nicht abgetragen werden, da anderenfalls die Oberfläche des Abgleichwider­ standes verringert würde und die Kapazität somit dennoch unerwünscht beeinflußt würde. Um solche Probleme auszuschließen, ist es zweckmäßig, die Kontaktschicht bei der Herstellung des Abgleichwi­ derstandes so zu bemessen, daß sie nicht über die Ränder der Widerstandsschicht übersteht.

Die Kontaktschicht und die Widerstandsschicht sind vorzugsweise streifenförmig ausgebildet. Anschluß­ kontakte sind an entgegengesetzten Enden des Kon­ taktschicht-Streifens vorgesehen. Die Streifen können in platzsparender Weise zickzack- oder mäan­ derförmig auf dem Substrat angeordnet sein.

Vorzugsweise weist der Abgleichwiderstand eine Pas­ sivierungsschicht auf, die die Widerstandsschicht im wesentlichen überdeckt und lediglich lokal ein­ zelne Fenster aufweist, die den leitenden Kontakt der Kontaktschicht mit der Widerstandsschicht er­ möglichen.

Zwischen zwei Fenstern der Passivierungsschicht ist vorzugsweise jeweils eine Engstelle der Kontakt­ schicht vorgesehen. An einer solchen Engstelle ist die Kontaktschicht besonders einfach zu durchtren­ nen, ihre Durchtrennung hat zur Folge, daß ein elektrischer Strom, der sonst durch die Kontakt­ schicht geflossen wäre, zwischen den zwei Fenstern den Weg über die Widerstandsschicht nehmen muß.

Die Passivierungsschicht dient nicht nur dem Schutz der Widerstandsschicht vor Umwelteinflüssen, ihre Fensterstruktur hat darüber hinaus den Vorteil, daß es genügt, die Kontaktschicht auf einer geringen Länge zwischen zwei Fenstern zu durchtrennen, um den Stromweg in der Widerstandsschicht um den im Vergleich zu dieser Länge größeren Abstand zwischen zwei Fenstern zu verlängern.

Eine bevorzugte Anwendung des Abgleichwiderstandes ist eine Widerstandsbrückenschaltung. Bei einer solchen Brückenschaltung sind zweckmäßigerweise die Widerstandselemente und der wenigstens eine Ab­ gleichwiderstand auf dem gleichen Substrat ausge­ bildet. So können die Widerstandselemente und der Abgleichwiderstand zum Teil mit den gleichen Pro­ zeßschritten hergestellt werden.

Eine weitere bevorzugte Anwendung des Abgleichwi­ derstandes ist ein Sensor, der ein verformbares Substrat und wenigstens ein Widerstandselement um­ faßt, dessen Widerstandswert durch eine Verformung des Substrates veränderbar ist und dem ein erfin­ dungsgemäßer Abgleichwiderstand zugeordnet ist. Dieses Widerstandselement kann wiederum Teil einer Widerstandsbrückenschaltung sein.

Bei dem Sensor kann es sich vorteilhafterweise um einen Drucksensor handeln; das Substrat kann Teil einer Druckkapsel eines solchen Sensors sein.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Abgleichwiderstandes, bei dem eine Widerstandsschicht auf einem isolierenden Substrat abgeschieden und strukturiert wird, und bei dem über der Widerstandsschicht in wenigstens lokalem Kontakt mit dieser eine Kontaktschicht gebildet wird, die eine bessere Leitfähigkeit als die Wider­ standsschicht hat.

Auf der Widerstandsschicht wird vor der Bildung der Kontaktschicht vorzugsweise eine Passivierungs­ schicht aufgebracht, die Fenster zur Herstellung des lokalen Kontaktes aufweist. Zur Strukturierung der verschiedenen Schichten eignen sich photolitho­ graphische Verfahren oder - bei Sensoren besonders vorteilhaft - Laserstrukturierungsverfahren. Die Kontaktschicht kann insbesondere auch durch Auf­ sputtern des Schichtmaterials erzeugt werden.

Denkbar ist auch die Aufbringung des Materials der Kontaktschicht direkt durch eine Maske hindurch, so daß die Kontaktschicht auf der Widerstandsschicht (getrennt durch die Passivierung) unmittelbar in der gewünschten Gestalt entsteht.

Der Abgleich des Widerstandes erfolgt vorzugsweise durch Durchtrennen der Kontaktschicht zwischen zwei Fenstern, vorzugsweise durch Laserablation. Diese Laserablation ist mit den gleichen Apparaturen durchführbar, die ggf. auch zuvor für die Laser­ strukturierung der verschiedenen Schichten einge­ setzt worden sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren.

Figuren

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Abgleichwiderstandes.

Fig. 2 zeigt den Ausschnitt im Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen zweiten Schnitt entlang der Li­ nie III-III aus Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine Widerstandsbrücke mit Aus­ gleichwiderständen gemäß der Erfindung auf einer Membran eines Drucksensors;

Fig. 5 zeigt einen Teil dieses Drucksensors im Schnitt; und

Fig. 6 zeigt die einzelnen Schritte des Herstel­ lungsverfahrens des Sensors der Fig. 4 und 5.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen einen Ausschnitt ei­ nes erfindungsgemäßen Abgleichwiderstandes in einer Draufsicht beziehungsweise in zwei Schnitten. Der Abgleichwiderstand ist auf einem Substrat 2, hier einem Edelstahlblech mit einer Isolationsschicht 2 aus Siliziumoxid darauf aufgebaut. Er umfaßt eine Widerstandsschicht 3 aus einem Material mit mäßig guter Leitfähigkeit, die auf der Isolationsschicht 2 ein mäander- oder zickzackförmiges Muster bildet, von dem zwe i vollständige Perioden in Fig. 1 ge­ zeigt sind.

Auf der Widerstandsschicht 3 ist auf ihrer gesamten Oberfläche mit Ausnahme von einzelnen Fenstern 4, eine Passivierungsschicht 5 aufgebracht, die aus Sliliziumnitrid oder wie die Isolationsschicht 2 aus Siliziumoxid besteht. Eine Kontaktschicht 6 aus ei­ nem Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit, hier Gold, folgt dem mäanderartigen Verlauf der Wi­ derstandsschicht 3, hat allerdings eine geringere Breite als diese und ist so plaziert, daß ihre Rän­ der nirgends über die Ränder der Widerstandsschicht 3 überstehen. Die Kontaktschicht 6 ist über die Fenster 4 mit der Widerstandsschicht 3 in leitendem Kontakt.

Kontaktanschlüsse (nicht dargestellt) befinden sich an den gegenüberliegenden Enden der streifenartigen Kontaktschicht 6.

Da die Leitfähigkeit der Kontaktschicht 6 deutlich besser ist als die der Widerstandsschicht 3, fließt im unabgeglichenen Zustand des Abgleichwiderstandes ein über die Kontaktanschlüsse angelegter Strom im wesentlichen durch die Kontaktschicht 6. Um den Wi­ derstand abzugleichen, ist vorgesehen, die Kontakt­ schicht 6 an einer Engstelle, z. B. dem Bereich 7 zu durchtrennen. Um diese Durchtrennung auszuführen, eignet sich das Verfahren der Laserablation, insbesondere mit einem Excimerlaser. Damit ist es ohne weiteres möglich, eine auf den Bereich 7 eingestrahlte Laserenergie so zu dosieren, daß die Kontaktschicht 6 an der betreffenden Stelle abgetragen wird, ohne daß gleichzeitig die darun­ terliegende Widerstandsschicht 3 mit beschädigt wird. Zu diesem Zweck können z. B. die Materialien der Kontaktschicht 6 und der Widerstandsschicht 3 und die Wellenlänge des Lasers so gewählt werden, daß die Ablationsenergie der Kontaktschicht 6 kleiner ist als die der Widerstandsschicht 3, so daß die Energie des Excimers, selbst wenn sie nach Zerstörung der Kontaktschicht 6 die Widerstands­ schicht 3 erreicht, nicht ausreicht, um auch diese zu zerstören. Es sind aber auch andere - bekannte - Verfahren zum Durchtrennen, wie zum Beispiel Fun­ kenerosion, anwendbar.

Als Hilfsmittel zum Schutz der Widerstandsschicht 3 vor Beschädigung kann auch die Zusammensetzung der Passivierungsschicht 5 dienen. So ist z. B. durch geeignete Wahl des Siliziumgehaltes der Passivie­ rungsschicht 5 möglich, die Eindringtiefe der La­ serstrahlung so einzustellen, daß diese über die Gesamtdicke der Passivierungsschicht 5 hinweg von dieser absorbiert wird und so ihre Energie in deren gesamtem Volumen verteilt. Im Vergleich dazu ist die Eindringtiefe der Strahlung bei den Metallen oder Halbleitermaterialien der Kontaktschicht be­ ziehungsweise der Widerstandsschicht wesentlich kleiner, so daß die durch den Laser induzierte Er­ hitzung dieser Schichten sich auf eine dünne Ober­ flächenlage von diesen konzentriert und ausreicht, um diese Oberflächenlage zu verdampfen.

Wenn die Kontaktschicht 6 an der Engstelle 7 durch­ trennt ist, ist der Strom gezwungen, zwischen den der Engstelle 7 benachbarten Fenstern 4 durch die Widerstandsschicht 3 zu fließen. Durch Zerstören der Kontaktschicht 6 zwischen einer wählbaren Zahl von Fenstern 4 ist es auf diese Weise möglich, die Weglänge, die der Strom in der Widerstandsschicht 3 zurücklegen muß, und damit den Widerstandswert des Abgleichwiderstandes schrittweise sehr genau einzu­ stellen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein bevorzugtes Anwen­ dungsbeispiel des oben beschriebenen Abgleichwider­ standes.

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Membran 12 ei­ nes Drucksensors, die hier die Rolle des Substrates 1 spielt. Auf dieser Membran sind vier Wider­ standselemente R1, R2, R3, R4 mit Anschlüssen A1, A2, A3, A4 zu einer Wheatstone-Brücke verschaltet. Abgleichwiderstände A1, A2 der mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 beschriebenen Art sind mit den Wider­ standselementen R3, R4 in Reihe geschaltet. Die Wi­ derstandselemente und die Abgleichwiderstände sind in einem gemeinsamen Prozeß, auf den später noch genauer eingegangen wird, auf der Membran 12 erzeugt; die Widerstandselemente R1, R2, R3, R4 be­ sitzen eine Widerstandsschicht, die der Wider­ standsschicht 3 der Abgleichwiderstände entspricht, sie besitzen jedoch keine durchgehende Kontaktschicht, und die Passivierungsschicht 5 ist über den Widerstandselementen R1, R2, R3, R4 mit Ausnahme von ihren Anschlußpads durchgehend.

Fig. 5 zeigt die Membran 12 der Fig. 4 im Quer­ schnitt. Sie ist Teil eines Hochdrucksensors 11 und ist einstückig mit einem starren Metallrahmen 13 verbunden. Befindet sich zwischen den zwei Seiten der Membran 12 ein Druckgefälle, so führt dies zu einer Verformung der Membran 12, und es kommt, zum Beispiel wenn der Druck unterhalb der Membran höher ist als darüber, im Bereich der Widerstandselemente R1 und R2 zu einer Stauchung und im Bereich der Wi­ derstandselemente R3 und R4 zu einer Dehnung an der Oberfläche der Membran. Diese Verformungen beein­ flussen die Leitfähigkeit der Widerstandsschichten der Widerstandselemente und bewirken so eine Ver­ stimmung der Wheatstone-Brücke, die zu einer an zweien der Anschlüsse K1 bis K4 abgreifbaren, von Null verschiedenen Meßspannung führt.

Für diese Anwendung wird für die Widerstandsschicht zweckmäßigerweise ein Material gewählt, das eine deutliche Abhängigkeit des spezifischen Widerstan­ des von einer Verformung aufweist. Als geeignete Materialien sind hier z. B. polykristallines Sili­ zium, Chrom-Nickellegierung oder auch Platin zu er­ wähnen. Dabei zeigen NiCr-Schichten praktisch keine Temperaturabhängigkeit des Widerstandes, aber einen relativ kleinen Effekt beim Verbiegen, während polykristallines Silizium eine nichtlineare Tem­ peraturabhängigkeit, dafür aber einen deutlich grö­ ßeren Effekt beim Verbiegen aufweist. Platin zeigt ebenfalls einen deutlichen Effekt bei einer linea­ ren Temperaturabhängigkeit des Widerstandes. Ge­ eignete Schichtdicken liegen im Bereich von 500 bis 600 nm für polykristallines Silizium und von 50 bis 100 nm für CrNi oder Platin.

Generell sind die Schichtdicken so zu wählen, daß die Schichtleitfähigkeit der Widerstandsschicht kleiner als die der Kontaktschicht ist, ungeachtet der spezifischen Leitfähigkeiten der für diese Schichten verwendeten Materialien.

In Fig. 6 sind die aufeinanderfolgenden Stufen A bis H des Verfahrens zur Herstellung eines Ab­ gleichwiderstandes gemäß Fig. 1 bis 3 bezie­ hungsweise des mit Abgleichwiderständen A1, A2 aus­ gestatteten Sensors aus Fig. 4 und 5 gezeigt.

Stufe A zeigt das noch leere Substrat 1 beziehungs­ weise die Druckdose aus Fig. 5, bestehend aus dem Rahmen 13 und der Membran 12. Dieses Substrat wird zunächst einer Eingangskontrolle auf Rauhigkeit un­ terzogen und anschließend zunächst naß und dann durch Argon-Rück-Kathodenzerstäubung endgereinigt. Das so behandelte Substrat wird anschließend auf etwa 300°C vorgeheizt, um es für eine PECVD-Oxid­ abscheidung vorzubereiten. Anschließend wird die Isolationsschicht 2 in einer Dicke von 7-10 µm aus Siliziumoxid abgeschieden. Diese Isolationsschicht auf dem Substrat wird stichprobenweise auf Dicke und Spannung kontrolliert.

Ausgehend von dem beschichteten Substrat 1 (Stufe B) wird die Widerstandsschicht 3 durch Kathodenzer­ stäubung aufgetragen. Der Oberflächenwiderstand wird durch das 4-Spitzen-Verfahren überprüft, und die Schichtdicke wird durch Röntgenfluoreszenz be­ stimmt (Stufe C).

Es folgt ein Strukturierungsschritt, in dem aus der zunächst großflächig aufgebrachten Widerstands­ schicht die in Fig. 1 gezeigte Mäanderstruktur hergestellt wird. Für diese Strukturierung kann eine photolithographische Technik oder eine Laser­ strukturierungstechnik eingesetzt werden. Die pho­ tolithographische Technik umfaßt das Aufbringen ei­ ner Lackschicht, das Belichten der Lackschicht mit dem gewünschten Muster und ihre Entwicklung, ein nachchemisches Ätzen derjenigen Bereiche, die durch die Entwicklung ihre Lackschicht verloren haben, und abschließend die Entfernung der restlichen Lackschicht. Die Laserstrukturierung stellt ein besonders vorteilhaftes Strukturierungsverfahren dar. Hierbei wird Laserlicht geeigneter Energie­ dichte durch eine Maske auf die Oberfläche der Mem­ bran eingestrahlt. Mit Hilfe der Vertiefung an der Rückseite der Membran 12 (siehe Fig. 5) ist es möglich, den Sensor geeignet für die Strukturierung zu zentrieren. Außerdem wird die beschichtete Ebene automatisch in die Fokusebene gebracht. Die Laserbelichtung durch die Maske bewirkt, daß das mit der Laserstrahlung beaufschlagte Schichtmate­ rial entfernt (ablatiert) wird, so daß die Vielzahl der Schritte des photolithographischen Verfahrens entfallen können.

Die Stärke der Absorption der verwendeten Excimer- Laserstrahlung in der Isolationsschicht 2 kann durch Einstellen eines gewünschten Siliziumgehaltes der Isolationsschicht variiert werden. Dies ermög­ licht es, daß Strahlung, die gegen Ende der Abtra­ gung der Widerstandsschicht 3 die Isolationsschicht 2 erreicht, über deren gesamte Dicke verteilt ab­ sorbiert wird und so die Grenzfläche zwischen Substrat und Isolationsschicht nicht oder nicht in einer solchen Stärke erreicht, daß sie zu einer Schädigung dieser Grenzschicht führen könnte. Eine solche siliziumreiche Oxidschicht läßt sich auch vorteilhaft durch eine aufgesputterte Siliziumoxid­ schicht erreichen. Eine solche gesputterte Schicht hat außerdem den Vorteil, daß dadurch die anschlie­ ßend aufzubringende Widerstandsschicht eine höhere Langzeitstabilität erreicht, weil dadurch die Wi­ derstandsschicht vor dem Wasserstoff geschützt wird, der üblicherweise in PECVD-Oxid- beziehungs­ weise Nitrid-Schichten bei der Abscheidung mit ein­ gebaut wird. Folgerichtig sollte dann auch vor der Passivierung der Widerstandsschicht eine gesput­ terte Oxidschicht vorgesehen werden.

Stufe (D) zeigt das Substrat mit der fertig struk­ turierten Widerstandsschicht 3.

In dieser Stufe findet eine optische Kontrolle statt, anschließend wird eine Passivierungsschicht 5 abgeschieden (Stufe E). Dicke und Spannung dieser Schicht werden in ähnlicher Weise wie bei der Wi­ derstandsschicht 3 in Stufe (C) kontrolliert. An­ schließend findet eine Temperung bei 350°C statt. Für eine nachfolgende Strukturierung der Passivie­ rungsschicht 5 können wiederum eine photolithogra­ phische Technik oder Laserstrukturierung angewendet werden, wie bereits für die Strukturierung der Wi­ derstandsschicht 3 beschrieben. In diesem Struktu­ rierungsschritt werden Fenster 4 jeweils oberhalb der bestehengebliebenen Stücke der Widerstands­ schicht 3 erzeugt. Diejenigen Stücke, die eines der Widerstandselemente R1 bis R4 bilden sollen, er­ halten zwei Fenster für die Durchführung der An­ schlußkontakte, diejenigen Stücke, die die Ab­ gleichwiderstände A1, A2 bilden sollen, erhalten eine Vielzahl von über ihre Oberfläche verteilten Fenstern.

Die fertig strukturierte Passivierungsschicht 5 (Stufe F) wird optisch kontrolliert.

In einem nachfolgenden Schritt wird die Kontakt­ schicht 6 durch Kathodenzerstäubung aufgetragen. Als Material für die Kontaktschicht 6 wird vorzugs­ weise Gold - auch wegen seiner Stabilität gegen Umwelteinflüsse - mit einer Schichtdicke von 0,3 bis 0,5 nm verwendet. Gegebenenfalls wird aber darunter noch eine metallische Haftschicht und ein weiteres Metall als Diffusionsbarriere im gleichen Schritt aufgebracht. Aluminium oder Nickel kommen als Materialien ebenfalls in Frage. Die Dicke der Kontaktschicht 6 wird anschließend mittels Röntgen­ fluoreszenz kontrolliert.

Für die darauffolgende Strukturierung der Kontakt­ schicht 6 kommen wiederum das photolithographische Verfahren oder das Verfahren der Laserstrukturie­ rung in Frage. Die Sollabmessungen der Kontakt­ schichtbereiche, die die Kontaktschicht der Ab­ gleichwiderstände bilden sollen, sind so gewählt, daß unter Berücksichtigung von Maskentoleranzen und sonstigen Fertigungsungenauigkeiten gewährleistet ist, daß die nach der Strukturierung bestehenblei­ bende Kontaktschicht an keiner Stelle über den Rand der darunterliegenden Widerstandsschicht hinaus­ ragt. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß die Kapazität der Widerstandselemente und der Ab­ gleichwiderstände ausschließlich durch die Fläche ihrTer Widerstandsschichten 3 festgelegt ist und von eventuellen Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Kontaktschichten nicht beeinflußt werden kann. So ist es möglich, die Brückenschaltung mit einem hohen Maß an Symmetrie der Kapazität ihrer einzel­ nen Zweige zu fertigen. Folglich kann die Brücken­ schaltung in einem weiten Frequenzbereich von Ein­ gangsspannungen betrieben werden, ohne daß Un­ gleichverteilungen der Kapazität auf die einzelnen Zweige ihre Ausgangsspannung frequenzabhängig beeinflussen.

Eine Alternative bei der Herstellung der Kontakt­ schicht 6 ist die Verwendung einer "Schattenmaske", die während des Aufbringens des Materials der Kon­ takt nur diejenigen Bereiche an der Oberfläche des Substrates freiläßt, an denen beim fertigen Sensor tatsächlich eine Kontaktschicht benötigt wird. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Struktu­ rierung der Kontaktschicht völlig einzusparen, das heißt die Stufe (G) der Fertigung wird übersprun­ gen.

Stufe (H) zeigt den Sensor mit fertig strukturier­ ter Kontaktschicht 6.

Auf dieser Stufe der Fertigung, nach vollständigem Abschluß sämtlicher Beschichtungs- und Strukturie­ rungsschritte, kann das Einmessen der Brückenschal­ tung erfolgen.

Beim nachfolgenden Einmessen der Widerstandsbrücke wird eine Eingangsspannung an diagonal gegenüber­ liegende Anschlüsse, z. B. K1, K3, der Brückenschal­ tung angelegt, und eine Ausgangsspannung an den beiden anderen Ausgängen gemessen. Wenn diese von Null verschieden ist, ist ein Abgleich des Sensors erforderlich, der dadurch erfolgt, daß bei einem der zwei Abgleichwiderstände A1, A2 Bereiche der Kontaktschicht wie der Bereich 7 aus Fig. 1 in der Zahl zerstört werden, wie notwendig ist, um die Ausgangsspannung auf Null zu bringen. Diese lokale Zerstörung wird mit einem Excimerlaser durchge­ führt. Wenn die vorhergehenden Strukturierungs­ schritte bereits durch Laserablation durchgeführt worden sind, kann zweckmäßigerweise der gleiche Laser auch für den Abgleich zum Einsatz kommen. Es sind aber auch andere - bekannte - Verfahren zum Durchtrennen, wie zum Beispiel Funkenerosion, an­ wendbar.

Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich ausge­ zeichnet zur Herstellung von Hochdrucksensoren in Großserie, denn die Herstellungsschritte bis zur Stufe (H) können vorteilhaft in einer Halterung für eine große Zahl von Sensoren gleichzeitig durchge­ führt werden, ohne daß zwischendurch Schritte er­ forderlich sind, die eine Einzelbehandlung der Sensoren erfordern; nach erfolgtem Abgleich ist der Sensor vollständig fertig, ohne daß weitere Be­ schichtungsschritte erforderlich wären.

Der Sensor kann sogar auch erst dann abgeglichen werden, wenn die Membran 12 mit dem Metallrahmen 13 - Fig. 5 - auf einen Druckstutzen geschweißt wor­ den ist, was unter Umständen zu einer geringen Verstimmung der Widerstandsbrücke führen kann.

Claims (24)

1. Planarer Abgleichwiderstand mit einem Substrat (1) und einer darauf abgeschiedenen Widerstands­ schicht (3), dadurch gekennzeichnet, daß eine Kon­ taktschicht (6), die eine bessere Leitfähigkeit als die Widerstandsschicht aufweist, auf der Wider­ standsschicht (3) angeordnet ist, wenigstens an einzelnen Stellen (4) mit der Widerstandsschicht (3) in leitendem Kontakt steht und wenigstens lokal (7) oberhalb der Widerstandsschicht (3) einer ab­ tragenden Behandlung zugänglich ist.

2. Abgleichwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (6) nicht über die Ränder der Widerstandsschicht (3) über­ steht.

3. Abgleichwiderstand nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (6) und die Widerstandsschicht (3) streifenförmig sind, und daß Anschlußkontakte an entgegengesetzten Enden der Kontaktschicht (6) vorgesehen sind.

4. Abgleichwiderstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen zickzack- oder mäanderförmig auf dem Substrat (1) angeordnet sind.

5. Abgleichwiderstand nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolationsschicht (2) zwischen der Widerstands­ schicht (3) und dem Substrat (1) angeordnet ist.

6. Abgleichwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wider­ standsschicht (3) zwischen dem Substrat (1) und ei­ ner Passivierungsschicht (5) eingeschlossen ist, die Fenster (4) aufweist, durch die hindurch die Kontaktschicht (6) die Widerstandsschicht berührt.

7. Abgleichwiderstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (6) jeweils zwischen zwei Fenstern (4) eine Engstelle (7) auf­ weist.

8. Abgleichwiderstand nach Anspruch 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (6) an wenigstens einer Stelle (7) zwischen zwei Fenstern (4) durchtrennt ist.

9. Abgleichwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wider­ standsschicht (3) aus einer Nickel-Chrom-Legierung, aus Platin oder aus Poly-Silizium besteht.

10. Abgleichwiderstand nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon­ taktschicht (6) eine Schicht aus Gold umfaßt.

11. Abgleichwiderstand nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon­ taktschicht (6) eine Haftschicht und/oder eine Diffusionsbarriere an ihrer Unterseite aufweist.

12. Widerstandsbrückenschaltung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie wenigstens einen Abgleichwider­ stand (A1, A2) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche aufweist.

13. Widerstandsbrückenschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandselemente (R1, R2, R3, R4) der Widerstandsbrückenschaltung und der Abgleichwiderstand (A1, A2) auf einem glei­ chen Substrat (11) ausgebildet sind.

14. Sensor mit einem verformbaren Substrat (1, 12) und wenigstens einem Widerstandselement (R3, R4) dadurch gekennzeichnet, daß dem Widerstandselement (R3, R4) ein Abgleichwiderstand (A1, A2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zugeordnet ist.

15. Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß das Widerstandselement (R3, R4) Teil einer Widerstandsbrückenschaltung ist.

16. Sensor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Substrat (1, 12) Teil einer Druckkapsel ist.

17. Verfahren zum Herstellen eines Abgleichwider­ standes, bei dem eine Widerstandsschicht (3) auf einem isolierten Substrat (1) abgeschieden und strukturiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß über der Widerstandsschicht (3) in wenigstens lokalem Kontakt mit dieser eine Kontaktschicht (6) gebildet wird, die eine bessere Leitfähigkeit als die Widerstandsschicht hat.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der Widerstandsschicht (3) vor der Bildung der Kontaktschicht (6) eine Passivie­ rungsschicht (5) aufgebracht wird, die Fenster (4) zur Herstellung des lokalen Kontaktes aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (3) und/oder gegebenenfalls die Passivierungsschicht (5) photolithographisch und/oder durch Laserbe­ strahlung strukturiert werden.

20. Verfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (5) durch Sputtern oder Aufdampfen erzeugt wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (11) vor Erzeugung der Widerstandsschicht (3) eine Iso­ lationsschicht (12) durch Aufsputtern einer Silizi­ umschicht erzeugt wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Kon­ taktschicht (6) durch eine Maske hindurch aufge­ bracht wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß für den Abgleich des Abgleichwiderstandes (A1, A2) die Kontaktschicht (6) zwischen zwei Fenstern (4) durchtrennt wird, um einen Stromfluß durch die Widerstandsschicht (3) zu erzwingen.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchtrennung durch Laserablation oder Funkenerosion erfolgt.